Схема установки для получения нанопорошков противоточным размолом в потоке псевдоожиженного слоя реферат. Подачи частиц в камеру размола, 4 псевдоожиженный слой, 5сопла подачи газа, 6трубопровод подачи газа высокого давления, 7 камера для размола, 8 сепаратор, 9выходной коллектор газа с мелкими частицами
 Скачать 48.15 Kb.
|
 Схема установки для противоточного размола в псевдоожиженном слое: 1-питающее устройство, 2-бункер с исходными частицами вещества, 3-система подачи частиц в камеру размола, 4- псевдоожиженный слой, 5-сопла подачи газа, 6-трубопровод подачи газа высокого давления, 7- камера для размола, 8- сепаратор, 9-выходной коллектор газа с мелкими частицами. Получение наноразмерных порошков методами высокоэнергетического синтеза. Данные методы основаны на использовании реакций, протекающих с высокими скоростями, при высокоэнергетическом воздействии. Для получения нанопорошков находят применение детонационный, плазмохимический синтез и синтез при электровзрыве. Детонационный (ударно-волновой) синтез основан на воздействии ударной волны с давлением до нескольких десятков ГПа на смесь исходных реагентов. При этом создаются условия, как для синтеза конечного продукта, так и для его диспергирования. С помощью этого метода возможно осуществить получение алмазных порошков путем взрыва органических веществ с высоким содержанием углерода и относительно низким содержанием кислорода, различных других модификаций углерода, оксидов ряда металлов, таких как Al, Mg, Zr, Ti и др. Детонационный синтез, как быстро протекающий процесс, позволяет получать тонкодисперсные порошки в динамических условиях. Впервые детонационный синтез алмаза осуществлен путем ударно-волнового нагружения ромбоэдрического графита до 30 ГПа. В последствии, алмазные порошки были получены ударно-волновой обработкой смесей графита с металлами; длительность ударной волны была 10-20 мкс, а создаваемое ею давление 20-40 ГПа. Позднее было показано, что полученный в этих условиях алмазный порошок содержит одиночные кристаллы размером не более 50 нм, а также скопления и плотно спаянные агломераты размером до 5 мкм и более, состоящие из отдельных кристаллов с размерами 1-4 и 10-160 нм. В промышленности освоен метод получения алмазного нанопорошка путем взрыва боеприпасов в специальных камерах; в результате развивающихся при взрыве высоких давления и температуры происходит синтез алмаза из углеродсодержащих взрывчатых веществ, катализируемый частицами и парами металла из оболочек боеприпасов. Характерной особенностью алмазных нанопорошков, получаемых детонационным синтезом, является узкий диапазон размеров наночастиц, средний размер составляет около 5 нм. Считается, что при малых размерах наночастиц именно алмаз, а не графит является стабильной формой углерода. Если в качестве исходного вещества используются металлы, то применяется активная кислородсодержащая среда (например, O2+N2). При использовании углеродсодержащей атмосферы СО2 удается синтезировать нанотрубки и сферические частицы углерода, а также нитевидные кристаллы MgO. Обычно для получения алмазных нанопорошков используют смеси тринитротолуола и гексогена в весовом соотношении 1 : 1 или 3 : 2. Для таких смесей давление и температура в детонационной волне составляют p > 15 ГПа и T>3000 К. При «сухом» детонационном синтезе процесс проводят в специальных взрывных камерах, заполненных инертным или углекислым газом, которые предотвращают окисление образовавшихся алмазных частиц и их превращение в графит. Образование наночастиц алмаза происходит за 0,2–0,5 мкс, так как в детонационном синтезе при весьма малом времени образования алмазных частиц скорость их роста на несколько порядков выше таковой для статических условий. После взрыва конденсированные продукты синтеза собирают и обрабатывают в горячих минеральных кислотах под давлением для удаления сажи и других примесей, многократно промывают в воде и сушат. Выход алмазного порошка составляет 8–9% от исходной массы взрывчатых веществ. Характерной особенностью алмазных нанопорошков, получаемых детонационным синтезом, является чрезвычайно малая дисперсия размеров наночастиц — основная доля частиц имеет размер 4–5 нм. |